[发明专利]用于呈现电生理测量的方法和支持系统

说明书

技术领域

本发明涉及呈现电生理信号的方法，该方法包括接收电生理信号、处理所接收的电生理信号以产生与所接收的电生理信号相对应的音频信号，并可听地呈现该音频信号。本发明还涉及用于帮助读取电生理信号的支持系统。

背景技术

电生理学通常涉及将电极置于活体的生物组织中或者离体组织中。一般的电生理测量在例如大脑或肌肉组织中进行，但是其他类型的组织也可以经受电生理测量。以下，作为例子，论述了大脑中的电生理测量。但是要注意，所述技术还可应用于其他电生理测量。

当执行诸如用于深层脑刺激的长期电极植入之类的神经外科过程时，在植入前进行的成像经常不足以对目标准确定位。典型地还需要对预测的目标位置附近的神经活动进行测量，并根据该活动的特性来确定何时到达了期望的目标。这在深层脑刺激的情况下尤其重要，在该情况下不仅需要分析神经活动的测量以确定目标位置的功能性解剖结构，还需要确定多个植入的电极(例如在当前过程中通常是4个)中的哪些应该用于刺激。

在许多情况下，用于这样做的过程几乎完全依赖于电生理学家的经验和临床技能。他查看所测量信号的简单的时间过程和/或收听经扬声器播放为声音的信号。基于他自己对各种解剖区域中的信号通常听起来或看起来怎样的经验和知识，然后他试图根据所测量的信号确定功能性解剖结构。这个过程非常耗时，通常占据植入所需总时间的大部分，并且对于患者尤其不舒服，因为在该部分过程期间他们必须醒着并警惕。

存在试图在此任务中帮助电生理学家的信号处理包。这些包中的大多数使用简单地为电生理学家提供诸如光谱分析、峰电位分拣(spike sorting)和峰间隔统计(spike interval statistics)之类的他可以应用于信号的标准信号处理工具集合的方式。另一方式是让软件本身试图进行功能性解剖结构的确定。这两种方式都很少成功。

试图根据所测量的电生理信号来确定功能性解剖结构的任务是非常耗时的任务。这不仅增加了该过程的成本、风险和不舒服性，而且还具有限制了这种过程的候选者的数量的影响，因为可能潜在获益于这种植入的许多患者可能体力上不能应对该手术操作。另外，确定功能性解剖结构的处理是复杂并高度主观的任务，这需要极具经验的电生理学家恰当地进行。因此对确定功能性解剖结构和定位目标的任务进行简化的外科支持系统对于降低手术所需时间、使得这样的过程对于大量外科团队切实可行、以及改进目标定位的准确性是至关重要的。

简单地提取数据的统计属性并将那些特征提供给电生理学家提供非常小的实际益处。这样的特征趋向于在各种情况之间变化很大，并且查看所有结果、对其进行解释以及得出结论所需的时间在手术环境下变得不容许。当有经验的电生理学家(视觉地或听觉地)估计信号时，他关注(key into)的特征是以正式的计算方式非常难以估计的信号中的更微妙的模式和规则性。没有对由支持系统提供的统计测量与有经验的电生理学家关注的视觉或听觉特征之间的关系的深入理解，对于电生理学家来说将这样的测量并入其估计中是极难的。在大多数情况下，最终独自基于其主观估计进行判断，而没有给于由支持系统所提供的另外的统计测量在整个判断中的权重(即使有的话也很少)。

对于自动进行功能性解剖结构的确定的方式，这还引起了严重的问题，这是因为对于检测这些微妙特征的有经验的人的能力来说，这也是令人畏缩的任务，更不用说没有该能力的人。

发明目的

本发明的目的是提供以使得电生理学家可以迅速并直观地理解信息的方式来呈现电生理信号的方法和系统。

发明内容

根据本发明的第一方面，该目的通过一种呈现电生理信号的方法而实现，该方法包括：接收该电生理信号，从所接收的电生理信号中提取不同的分量，每个分量代表至少一个生理单元的活动，处理这些不同的分量以产生与各个不同的分量对应的不同音频信号，以及可听地呈现所述不同音频信号。

当使用该方法时，将允许电生理学家收听各个生理单元的活动。在已知的系统和方法中，仅允许生理学家收听来自一个或多个电极的、并代表不同生理单元的组合的整体活动的信号。利用根据本发明的方法，更易于进行对电生理信号的迅速并可靠的估计以及判断所检查的对象的生理状态。许多技术可用于呈现不同的音频信号。将在下面描述一些这样的技术。

来自电生理信号的不同分量例如可以包括背景噪声、动作电位或者来自特定生理单元的动作电位。